Efeito da dopagem com elementos de transição nas propriedades estruturais e ópticas do composto Ce2(MoO4)3

dc.contributor.advisorDelmonte, Mauricio Roberto Bomio
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9558299312183852pt_BR
dc.contributor.authorCastro, Symone Leandro de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3750857608670963pt_BR
dc.contributor.referees1Melo, Alan Jones Lira de
dc.contributor.referees2Santiago, Anderson de Azevedo Gomes
dc.date.accessioned2025-01-21T14:05:40Z
dc.date.available2025-01-21T14:05:40Z
dc.date.issued2025-01-07
dc.description.abstractDue to their promising properties in various fields of knowledge, molybdate-based materials, especially cerium molybdate Ce₂(MoO₄)₃, have been attracting considerable attention in the field of nanotechnology. Thus, the present work aimed at the synthesis and study of the cerium molybdate semiconductor Ce₂(MoO₄)₃ in both pure and transition metal-doped forms, to observe the influence of dopants on the physical and optical properties of the synthesized nanomaterials. For this purpose, the nanomaterials Ce1.8A0.2(MoO4)3 (A = Ag+1, Zn+2, Y+3, Ti+4, Nb+5) were synthesized using the microwave-assisted hydrothermal method and characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), UV-vis spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy. The diffraction patterns confirmed the formation of pure Ce₂(MoO₄)₃ without secondary phases. For the doped materials, the successful incorporation of the respective dopant atoms into the crystalline structure was observed. The FEG-SEM images revealed the influence of the dopant ion on the final morphology of the materials, showing changes from a nanoplate-like morphology to an oval, football-like shape. Additionally, variations in the band gap energy of the doped materials compared to pure Ce₂(MoO₄)₃ were observed, indicating the creation of intermediate levels between the valence band and the conduction band due to the insertion of dopant ions into the Ce₂(MoO₄)₃ structure. The photoluminescence spectra demonstrated a reduction in photoluminescence intensity and a broadening of the emission band within the visible spectrum, possibly due to a decrease in the electron-hole recombination rate. The broadening in the visible spectrum, along with CIE data and quality tests, confirmed that the doped materials are promising for high-quality cool white light emission for commercial environments. The samples Ce1,8Zn0,2(MoO4)3, Ce1,8Y0,2(MoO4)3 and Ce1,8Ti0,2(MoO4)3 exhibited x and y coordinates close to 0.33, CCT above 6000K, CRI greater than 96, and color purity lower than 7.12%. Based on these results, it is concluded that the microwave-assisted hydrothermal synthesis method was efficient for obtaining the nanomaterials Ce1.8A0.2(MoO4)3 (A = Ag+1, Zn+2, Y+3, Ti+4, Nb+5) and that the photoluminescent properties of the doped nanomaterials present potential applications for the fabrication of WLEDs (white light-emitting diodes) due to their white light emission.pt_BR
dc.description.resumoDevido suas propriedades promissoras em diversas áreas do conhecimento, os materiais a base de molibdato, em especial o molibdato de cério Ce2(MoO4)3, vem atraindo considerável atenção na área de nanotecnologia. Assim, o presente trabalho teve como objetivo a síntese e estudo do semicondutor molibdato de Cério Ce2(MoO4)3 puro e dopado com elementos de transição, a fim de observar a influência dos dopantes nas propriedades físicas e ópticas dos nanomateriais sintetizados. Para isso, os nanomateriais de Ce1.8A0.2(MoO4)3 (A = Ag+1, Zn+2, Y+3, Ti+4, Nb+5) foram sintetizados por intermédio do método hidrotérmico assistido por micro-ondas e caracterizado pelas técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), espectroscópicas de UV-vis e fotoluminescência. Por meio dos difratogramas, foi constatada a obtenção do material Ce2(MoO4)3 puro sem a presença de fases secundárias, como também para os materiais dopados foi observado a inserção dos respectivos átomos dopantes dentro da estrutura cristalina. As imagens de MEV-FEG revelaram a influência do íon dopante na morfologia final dos materiais através das mudanças na morfologia do tipo nanoplaca e a presença de uma morfologia oval semelhante à bola de futebol americano. Além disso, foi observada variações de energia de band gap do materiais dopados em comparação com Ce2(MoO4)3 puro indicando a criação de níveis intermediários entre a banda de valência e a banda de condução produzida devido a inserção dos íons dopantes na estrutura do Ce2(MoO4)3. Os espectros de fotoluminescência demonstraram que os materiais dopados apresentaram uma redução da intensidade de fotoluminescência e um alargamento da banda em torno do espectro visível, possivelmente devido à diminuição da taxa de recombinação do par eletrônico e- /h+. O alargamento dentro do espectro visível, juntamente com os dados CIE e testes de qualidade, atestaram que os materiais dopados são promissores para emissão de luz branca fria de alta qualidade para ambientes comerciais: as amostras Ce1,8Zn0,2(MoO4)3, Ce1,8Y0,2(MoO4)3 e Ce1,8Ti0,2(MoO4)3 apresentaram coordenadas x e y próximas à 0.33, CCT maior que 6000K, CRI maior que 96, com pureza de cor menor que 7,12%. Diante dos resultados, conclui-se que o método de síntese hidrotérmico assistido por micro-ondas foi eficiente para obter os nanomateriais de Ce1,8A0,2(MoO4)3 (A = Ag+1, Zn+2, Y+3, Ti+4, Nb+5) e que as propriedades fotoluminescentes dos nanomateriais dopados apresentam potenciais aplicações para a fabricação de WLED ( white light-emitting diode) devido sua emissão na cor branca.pt_BR
dc.identifier.citationCASTRO, Symone Leandro de. Efeito da dopagem com elementos de transição nas propriedades estruturais e ópticas do composto Ce2(MoO4)3. 2025. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/61458
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectNanomaterialpt_BR
dc.subjectCe2(MoO4)3pt_BR
dc.subjectDopagempt_BR
dc.subjectFotoluminescênciapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOSpt_BR
dc.titleEfeito da dopagem com elementos de transição nas propriedades estruturais e ópticas do composto Ce2(MoO4)3pt_BR
dc.title.alternativeEffect of doping with transition elements on the structural and optical properties of the compound Ce2(MoO4)3pt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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